С учетом активного освоения Арктики при крайне редкой сети наблюдений существует высокая потребность в надежных гидрометеорологических прогнозах ледовой, морской и метеорологической обстановки в данном регионе. С этой целью была реализована система гидрометеорологического прогноза параметров циркуляции атмосферы, океана и состояния морского льда для района Белого моря. В качестве модели прогноза циркуляции атмосферы в работе использовалась полярная версия модели WRF, в качестве модели прогноза циркуляции океана (моря) — модель ROMS, параметры состояния морского льда считались при помощи модели CICE. Были получены первые результаты расчета гидрометеорологических параметров полей и проведена оценка качества расчетов, что помогло выявить достоинства и недостатки использованной системы. Для атмосферных расчетов ошибки находятся на уровне или ниже опубликованных оценок из аналогичных работ, где используется PWRF для моделирования в полярных регионах. Поля температуры поверхности моря, поверхностной солености и уровня океана хорошо согласуются с данными анализа GOFS 3.1 и находятся на уровне оценок качества других авторов. Были выявлены неточности в воспроизведении приведенных характеристик на границе лед — открытая вода. Для температуры поверхности моря ошибки на границе лед — открытая вода достигали 0,4 °C, по солености 0, 4 ‰, скорости течений до 0,18 м/с, уровня 0,2 м. Был проведен сравнительный анализ двух схем параметризаций термодинамики льда в модели CICE — BL99 и Mushy. Показано, что при использовании обеих схем наблюдалась систематическая переоценка общего объема морского льда, но в сравнении со схемой Mushy более простая схема BL99 имела меньшие ошибки.

В работе приведены результаты экспериментальных исследований аномального распространения радиоволн средневолнового диапазона. Было обнаружено, что в пункте излучения зондирующего сигнала регистрировались эхо-сигналы с необычно большими временами задержки 310–324 мс. Результаты экспериментов можно объяснить эффектом гидирования — попаданием радиоволны в волноводный канал, ориентированный вдоль силовой линии магнитного поля Земли. В таком канале волна распространяется в магнитосопряженную точку в Южном полушарии и возвращается обратно в пункт излучения, пройдя 93000 км. Выполнен анализ фоновых геофизических условий, и рассмотрены механизмы формирования волнового канала вдоль магнитной силовой линии. Эффект гидирования может иметь прикладное значение для разработки средств наземного мониторинга параметров космической погоды и радиолокационного зондирования околоземного космического пространства.

Происходящее в последние годы потепление Арктики обусловливает деградацию вечной мерзлоты, поступление в атмосферу парниковых газов, образующихся при разложении ранее мерзлого органического вещества, увеличение площади и разнообразия растительного покрова, уменьшение несущей способности вечномерзлых грунтов. В этой связи особый интерес вызывает эволюция сезонно-талого слоя грунта (СТС). В статье рассмотрены особенности процессов сезонного протаивания СТС в северной части о. Большевик (арх. Северная Земля). Описаны особенности динамики глубины сезонно-талого слоя по данным комплексных наблюдений, выполненных в 2016–2020 гг. Проанализирована роль уменьшения альбедо подстилающей поверхности вследствие кратковременных вторжений теплых воздушных масс как триггера, приводящего к интенсификации процессов таяния. С помощью модели, реализующей алгоритм Лейбензона, получены и валидированы по данным наблюдений оценки сезонной изменчивости толщины СТС в зависимости от используемого форсинга и характеристик растительного покрова. Предложенный подход может быть использован для оценок СТС по данным дистанционных измерений температуры подстилающей поверхности.

Studies of the present-day Arctic climate are becoming increasingly relevant and in high demand in the light of the observed global warming and the expansion of long-term programs for the development of the Arctic regions. A quantitative assessment of changes and variability in surface air temperature (SAT) is presented for the climate norm period of 1991–2020, based on data from 31 meteorological stations (MSs), which reflect the diversity of climatic conditions in the area studied. Average monthly SAT values were taken as indicators of changes in the thermal regime, and the standard deviations (SD) of average monthly SAT were used as indicators of the thermal regime variability. The annual course of SAT (one maximum and one minimum) mainly reflects the radiation factor. The annual course of SD (in the northern part of the area — one maximum and one minimum, in the southern part — two maxima and two minima) reflects the patterns of the atmospheric and ocean circulation and the type of the underlying surface. The assessment of the changes and variability in the thermal regime of the surface atmosphere was based on a comprehensive analysis of the annual cycle of indicators on the SAT-SD plane using closed SAT-SD curves characterizing annual and seasonal cycles. 31 SAT- SD curves were classified, and the corresponding regions of the Barents and Kara Seas were identified. A typical SAT-SD curve was obtained for each region. The boundaries of natural climatic seasons (NCS) were determined based on a comparative analysis of the seasonal cycle of SAT-SD indicators and the absolute SAT-SD values characteristic of different seasons within each region. Zoning and determining the duration of the NCS refine the general understanding of the climate of the Western sector of the Arctic.

The primary sources of nutrients in the Arctic are river runoff and remineralization processes. However, the local characteristics of coastal ecosystem functioning are strongly influenced by the supply of nutrients from glacial meltwater, particularly in regions where glacier-fed streams interact with the bedrock. In this study, we tested the hypothesis that rocks which form the bedrock of glacial streams, such as sandstones, siltstones, shales and carbonates, can serve as significant sources of nutrient elements (notably nitrogen and silicon) for coastal ecosystems. Laboratory experiments involving the exposure of representative rock samples to distilled water for up to 30 days demonstrated a measurable increase in nutrient concentrations. The observed leaching rates for nitrate nitrogen and dissolved silicon reached up to 7.9 micromoles per square meter per day and 30.7 micromoles per square meter per day, respectively, in the most reactive samples (these were sandstone from Stepovogo bay and siltstone from Blagopolychia bay). The results indicate that the release of nutrient elements from glacial bedrock, particularly during periods of enhanced meltwater runoff, can contribute significantly to the balance of nutrients and primary productivity of Arctic coastal ecosystems.

Статья посвящена количественной оценке элементов водного баланса озер антарктических оазисов. Расчеты баланса выполнены для 9 водоемов оазиса Холмы Ларсеманн за декабрь и за январь в сезоны 2019/20 и 2021/22 гг. Выявлены особенности структуры водного баланса для озер. В приходной части баланса сточных и бессточных озер преобладает талый приток, проточных озер — русловой приток. В расходной части баланса большинства озер преобладает русловой отток, для бессточных водоемов — испарение. Сопоставление полученных количественных соотношений элементов водного баланса с классификацией Б.Б. Богословского позволило отнести вскрывающиеся озера антарктических оазисов к испаряюще-приточному и стоково-приточному типам. При этом принадлежность озера к тому или иному типу в течение теплого периода года может изменяться, что обычно приурочено к прорывам. Выявленные особенности могут быть полезны при анализе уровенных наблюдений на озерах антарктических оазисов или выполнении гидрологических расчетов.

Исследование посвящено анализу некоторых закономерностей изменения среднего глобального уровня Мирового океана в позднем четвертичном периоде (последние 800 тыс. лет). В качестве фактического материала были использованы недавно опубликованные наиболее детальные и надежные сводные ряды уровня моря и средней глобальной приземной температуры за интересующий нас интервал времени. В масштабе 100-тысячелетнего цикла между двумя параметрами наблюдается простая линейная зависимость (ниже температура — ниже уровень моря), однако при более детальном рассмотрении выявляются необычные особенности: 1) максимумы и минимумы уровня моря запаздывают относительно максимумов и минимумов температуры на, соответственно, 4,7 ± 1,1 и 7,8 ± 2,1 тыс. лет; 2) минимальные стояния океана наблюдаются при приблизительно одинаковых аномалиях глобальной температуры (–4,7 ± 0,2 °С относительно доиндустриального уровня), при этом никакой корреляции с самим значением уровня моря не наблюдается. Аналогична и ситуация с максимальными стояниями океана. Согласно нашей гипотезе, кажущееся запаздывание уровня моря объясняется тем фактом, что максимальные (минимальные) уровни океана связаны не с температурой как таковой, а с накопленной суммой положительных (отрицательных) аномалий температуры за предшествующий теплый (холодный) период. Иными словами, ряд уровня моря является функцией интегрально-разностной кривой (ИРК) температуры. Для иллюстрации этой гипотезы мы построили ИРК температуры для интервала 460–360 тыс. л. н., которая удовлетворительно объясняет основные тенденции изменения уровня моря во время морских изотопных стадий 12 и 11.

Современное развитие методов дистанционного зондирования Земли позволило совершить огромный прорыв в сфере ледово-информационного обеспечения морских операций в арктических и других замерзающих морях. Судоводители теперь регулярно получают оперативные спутниковые данные, ледовые карты и ледовые прогнозы. Однако, несмотря на это, во время проведения некоторых морских операций возникают ситуации, когда спутниковая информация либо имеет недостаточное разрешение, либо не поступает на борт судна оперативно. В случае застревания судов в тяжелых ледовых условиях или, например, выбора ледовой станции для научных работ необходима ледовая разведка непосредственно с борта судна. Если на судне имеется вертолет, то такие задачи решаются с его помощью, однако безопаснее и экономически целесообразнее для этого использовать беспилотные летательные аппараты (БПЛА). В статье представлен материал, объединяющий в себе многолетний опыт оперативного ледово-информационного обеспечения морских операций, авиационной ледовой разведки, проведения специальных судовых наблюдений за ключевыми характеристиками морского льда, а также опыт эксплуатации различных беспилотных систем в условиях высоких широт сотрудниками Арктического и антарктического научно-исследовательского института. Целью работы является структуризация летно-эксплуатационных характеристик БПЛА как платформы, пригодной к применению в оперативном ледово-информационном обеспечении ледового плавания судов. Основная задача статьи — четко очертить специфику применения и технические требования к беспилотным системам, как применяемым в настоящее время, так и вновь разрабатываемым, что в свою очередь позволит широкому кругу специалистов избежать ошибок на уровне планирования применения комплексов БПЛА, а также при разработке и проектировании летательных аппаратов. Для решения поставленной задачи в статье подробно описаны особенности ближней ледовой разведки с борта ледокола, тактика ледовой разведки, предельно допустимые метеорологические условия эксплуатации БПЛА, рассмотрены вопросы о способах возвращения БПЛА на судно и необходимом техническом оснащении аппарата

Статья посвящена первым проектам автоматических станций (АМС) для изучения метеорологических условий труднодоступных районов Арктики. Рассматривается история создания П.А. Молчановым опытных образцов АМС, которые испытывались на Памире и в Арктике (на полярных станциях Бухта Тихая и Тикси). Разработка станций прослеживается в связи с планированием исследовательских работ в Арктике по пятилеткам. Приводятся сведения об обсуждениях вопросов использования АМС на заседаниях Ученого совета Всесоюзного арктического института. Описываются основные конструктивные особенности и результаты опытной эксплуатации автоматических метеостанций. Впервые в научный оборот вводятся архивные материалы о проектах и опытных экземплярах станций типа АМ, которые были созданы инженерами ленинградского завода «Метприбор» в середине 1930-х гг. Несмотря на то, что установки не стали серийными, история их создания показывает, как выстраивалась работа, какие цели и задачи ставились перед конструкторами и полярными исследователями, какими средствами они решались. Материал подготовлен на основании документов государственных архивов Санкт-Петербурга, научных фондов ААНИИ и с широким привлечением публикаций 1930-х гг.